DE180152C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vr 180152 -KLASSE 49 δ. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Oktober 1903 ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zur Ausführung des Verfahrens dienende Vorrichtung zur Herstellung von Zahnrädern, deren Zähne von dem in der normalen Form verbleibenden Mittelteil aus nach unten, nach oben oder nach unten und nach oben eine stetig fortschreitende Verjüngung gegen die theoretisch richtige Form haben. Das Herstellungsverfahren besteht darin, daß das Schneidwerkzeug,

ίο welches die Form eines Zahnstangenzahnes besitzt, in der Weise geführt wird, daß während der zum Schneiden erforderlichen hin- und hergehenden Bewegung die zweite der Abrollung des Zahnes entsprechende Bewegung nicht in gerader, sondern in einer Bahn stattfindet, die um ein Geringes gekrümmt ist, und zwar derart, daß das Werkzeug an dem Kopfe' oder Fuße der Zähne etwas mehr Material' wegarbeitet. Mit anderen Worten kommt es darauf an, daß das Werkzeug einen Vorschub gegen das Werkstück erhält, wobei es anstatt auf einer geraden Abrollungsbahn auf einer der Verjüngung entsprechend gekrümmten Abrollungsbahn bewegt wird. Hierbei findet neben der hin- und hergehenden Arbeitsbewegung des Werkzeuges in bekannter Weise eine . gegenseitige Bewegung von Werkzeug und Werkstück, entsprechend der gegenseitigen Bewegung von Zahnstange und Zahnrad, statt.

Fig. 7 der Zeichnung zeigt schematisch die Bewegung von Werkzeug und Werkstück während des Schneidens. Fig· 8 zeigt in größerem Maßstabe die Form einer Zahnlücke. In beiden Figuren stellen die punktierten, Linien die theoretisch richtigen Zahnformen dar, die vollen Linien die Zahnformen, bei denen Kopf und Fuß der Zahnflanke um ein Geringes verschwächt sind. In Fig. 7 geben die vollen Linien bei A, B und C drei Stellen des Werkzeuges an, welches gegen und mit dem Werkstück in einer schwach gekrümmten Kurve geführt wird; die punktierten Linien stellen bei D und E die genau gradlinige Querbewegung dar, mittels der man die theoretisch vollkommen richtig geformten Zähne erhalten würde.

Statt des Hobelwerkzeuges können z. B. Fräser oder Frässcheiben benutzt werden. Immer ist es Voraussetzung, daß die neuen Zahnräder mit theoretisch richtig hergestellten Profilen am Kopf oder am Fuße der Zähne oder an beiden Stellen um ein Geringes geschwächt sind, und zwar soll diese Formabweichung derjenigen gleich sein, welche durch die angegebene Arbeitsweise des Werkzeuges erzeugt wird. Zweckmäßig wird natürlich das Verfahren in jedem Falle mittels des hobelnden oder fräsenden Werkzeuges in der Weise ausgeführt, daß das zahnstangenartig während des Arbeitsvorganges gegen das Werkstück sich abrollende Werkzeug auf einer gekrümmten Abrollungsbahn bewegt wird. Die Krümmung kann nach innen oder außen gerichtet sein, je nachdem es sich um Innen- oder Außenverzahnungen bei. Zahnrädern handelt.

Bei der Erfindung kommt es ferner auf die besondere Ausführung der Werkzeugmaschine zur Ausübung des beschriebenen Verfahrens an. Bei jener Ausführung ist es wesentlich, daß das Werkzeug gegen das Werkstück durch Verstellung eines mit schiefer Fläche versehenen Stützkörpers gegen eine schiefe Fläche am Werkzeughalter vorgeschoben wird.

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Auf der Zeichnung veranschaulicht:

Fig. ι eine Vorderansicht,

Fig. 2 eine Rückansicht,

Fig. 3 eine Seitenansicht von der rechten Seite der Fig. i,

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie a-a auf Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie b-b auf Fig. i,

Fig. 6 einen Einzelteil (Band mit der Klammer).

In dem Körper 1 der Maschine ist die Antriebswelle 2 gelagert, welche auf einer Seite die Riemenscheibe 3, auf der anderen Seite die Kurbel4 trägt, an der die Zahnstange 5 angelenkt ist, welche in das Zahnrad 6 eingreift; dieses sitzt auf der schwingenden Welle 7. Das Zahnrad 6 wird mittels zweier Rollen 8 und 9, die durch den Arm 10 auseinander gehalten werden und frei auf der schwingenden Welle 7 hängen, mit der Zahnstange 5 in Eingriff gehalten. Mit der schwingenden Welle 7 ist durch Nut und Feder der Trieb 11 so verbunden, daß er sich in Richtung der Achse der schwingenden Welle frei bewegen kann; er greift in die mit dem Gleitstück 13 durch Schraubenbolzen verbundene Zahnstange 12 ein. Ungefähr am Ende dieses Gleitstückes befindet sich, wie aus Fig. 5 und 1 ersichtlich ist, der Werkzeughalter 14, der das Werkzeug 15 von der Form eines Zahnes einer Evolventenzahnstange trägt. Die Führung 16 des Gleitstückes ist in fester Verbindung mit dem Schlitten 17, der den Querbalken 18 umfaßt, welcher mit dem Körper der Maschine durch Schraubenbolzen verbunden ist. Am Schlitten 17 ist die Schraubenmutter 19 fest, in die die Schraubenspindel 20 eingreift, mittels welcher dem Werkzeuge eine seitliche Bewegung erteilt werden kann. Die Schraubenspindel 20 trägt die Handkurbel 21.

Das zu bearbeitende Zahnrad 22 ist auf der

Welle 23 befestigt, die den Arm 24 besitzt, . in dessen Ende der Zahnteilungsstift 25 genau paßt. Die Zahnteilungsplatte 26 bewegt sich frei um die Welle 23 und ist mit Zahnteilungslöchern versehen, die der Zähnezahl des zu schneidenden Zahnrades entsprechen. Indem der Stift 25 diese Platte 26 mit der Welle 23 kuppelt, gibt er gleichzeitig die Zahnteilung an. Diese Platte 26 trägt den zylindrischen Bogen 27, dessen äußere Flanke dem Teilkreise des zu bearbeitenden Zahnrades 22 entspricht. An dem Schlitten 17 ist die wagerechte Stange 28 befestigt und mit dem Bogen 27 durch die Stahlbänder 29 und 30 in folgender Weise verbunden. Das Band 29 verbindet das eine Ende der wagerechten Stange 28 mit dem gegenüberliegenden Ende des Bogens 27. Das zweite Band 30 ist entsprechend umgekehrt angeordnet.

Um diesen Bändern gleiche Spannung zu verleihen, ist an jedem eine mit Gewinde versehene Klammer 31 und 32 vorgesehen, deren Bauart für sich in Fig. 6 dargestellt ist. Diese Bänder verbinden den Bogen 27 und die wagerechte Stange 28 in der Weise, daß die seitliche Bewegung dieser Stange eine entsprechende Drehbewegung des Bogens hervorruft. Die seitliche Bewegung des Werkzeuges ist infolgedessen mit einer entsprechenden Drehbewegung des zu bearbeitenden Zahnrades begleitet.

Der oben bezeichnete Erfindungszweck wird durch folgende Einrichtung erreicht. Der Querbalken 18 ist in fester Verbindung mit einer Zahnstange 33, die in das Zahnrad 34 eingreift, dessen verlängerte Nabe in das mit dem Schlitten 17 in fester Verbindung befindliche Lager 35 eingesetzt ist. Durch die Mitte der Nabe des Zahnrades 34 greift die Welle 36 und ist mit der Nabe durch Nut und Feder achsial beweglieh verbunden. Das andere Ende der Welle 36 ist in das Lager 37 eingesetzt, das auf dem vorderen Ende des Gleitstückes 13 sitzt (Fig. 5). An diesem vorderen Ende trägt die Welle 36 das Exzenter 38, welches von dem Exzenterbügel 39 umfaßt wird. Die Stange dieses Exzenterbügels 39 reicht bis in den Rücken des Werkzeughalters 14 hinab. An ihrem unteren Ende ist die Exzenterstange mit einer vorstehenden Nase 40 versehen (Fig. 5), gegen welche sich der Werkzeughalter 14 stützt. Gegenüber der Nase trägt der Werkzeughalter eine Stahlplatte 41, deren Rückseite um ein Geringes schief Hegt, so daß, wenn die Exzenterstange gehoben ist und die Nase 40 diese Stahlplatte 41 an einer höheren Stelle berührt, der Werkzeughalter 14 sich etwas tiefer als vorher senkt, so daß das Werkzeug eine entsprechend tiefere Lage annimmt. Das Exzenter 38 ist so bemessen, daß es seine tiefste Stellung hat, wenn der Schlitten 17 in seiner mittleren Lage sich befindet und das Werkzeug 15 entsprechender Weise senkrecht über der Mitte der das Arbeitsstück tragenden Welle 23 steht.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Das zu schneidende Arbeitsstück 22 wird auf ^der Welle 23 befestigt und der Schlitten 17 wird so weit nach einer Seite bewegt, daß das Werkzeug 15 gerade noch am Umfang des Arbeitsstückes 22 vorbei kommt. Die Antriebswelle 2 wird in Bewegung gesetzt; die Kurbel 4 bewegt die Zahnstange 5 und setzt die Welle 7 in schwingende Bewegung. Der Zahnradtrieb 11 überträgt dann eine hin- und hergehende Bewegung auf das Gleitstück 13 und das Werkzeug 15. Wenn nun die Schraubenspindel 20 ein wenig gedreht wird, so beginnt das Werkzeug 15 in das Material des Werkstückes einzuschneiden. Während das Werkzeug seitlich bewegt wird, erhält gleichzeitig das Werkstück eine drehende Bewegung, welche im genauen Verhältnis zur seitlichen Bewegung des Werk-

zeuges 15 steht, denn die wagerechte Stange 28 nimmt an der seitlichen Bewegung des Werkzeuges teil und erzeugt mittels der Stahlbänder 29 und 30 eine drehende Bewegung des Bogens 27, der mit der das Werkstück tragenden Welle 23 mittels des Zahnteilungsstiftes 25, der in der Zahnteilungsplatte 26 steckt, verbunden ist.

Die. gegenseitige Bewegung zwischen dem Werkzeug 15 und dem Werkstück 22 ist daher genau dieselbe, als wenn eine Zahnstange in ein Zahnrad eingreift, und infolgedessen schneidet das Werkzeug eine Zahnlücke aus dem zu bearbeitenden Rade aus, welche genau in einen Zahnstangenzahn von der Form des Werkzeuges 15 eingreifen würde. Aber infolge der Wirkung des Getriebes, das die Zahnstange 33 bewegt, bestehend aus dem Zahnrade 34, der Welle 36 und dem Exzenter 38, hat sich der Werkzeughalter beim Beginn des Schneidens gegen die Stellung gesenkt, welche er in der Nähe seiner Mittellage einnimmt. Nachdem die Mittellage überschritten. ist, senkt er sich wieder ebenso tief wie zu Anfang. Das Werkzeug wird daher nicht mehr in einer genau wage.-rechten Linie, sondern in einer gekrümmten Linie geführt, welche ihren Scheitel in ihrer . Mitte besitzt. Dadurch werden die Zahnflanken am Kopf und Fuß um ein Geringes gegen ■

die theoretisch richtige Form verschwächt, wie in Fig. 8 dargestellt ist.

Es ist klar, daß der Erfindungszweck durch beliebig andersartig gebaute Maschinen zur Verwirklichung gebracht werden kann. Auch für die Anwendung von Hobelstählen mit Zahnstangenzahnform sind andere Ausführungsformen denkbar, namentlich auch für Räder mit Innenzähnen, für konische Räder und andere mehr. Werden Fräser oder Frässcheiben benutzt, so ist die ganze Maschine entsprechend der verschiedenen Arbeitsweise des Werkzeuges abgeändert auszuführen.

Bei allen Ausführungsformen ist es wesentlich, daß mittels der Maschine Zahnräder hergestellt werden, an denen die theoretisch riehtigen Profile am Kopf oder am Fuße der Zähne oder an beiden Stellen um ein Geringes geschwächt sind.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern bei gegenseitiger Bewegung von Werkzeug und Werkstück, entsprechend der gegenseitigen Bewegung von Zahnstange und Zahnrad neben der hin- und hergehenden Arbeitsbewegung des Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (15) zwecks Erzielung von Zähnen mit einem in der normalen Form verbleibenden Mittelteil und einer von diesem Mittelteil aus nach unten, nach oben oder nach unten und nach oben stetig fortschreitenden Verjüngung gegen die theoretische richtige Form einen Vorschub gegen das Werkstück (22) erhält, wobei es anstatt auf einer geraden Abrollungsbahn auf einer der Verjüngung entsprechend gekrümmten Abrollungsbahn bewegt wird.

2. Werkzeugmaschine zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (15) gegen das Werkstück (22) durch Verstellung eines mit schiefer Fläche versehenen Stützkörpers (40) gegen eine schiefe Fläche am Werkzeughalter (14) vorgeschoben wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.